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关键词： 屏蔽栅沟槽型MOSFET   电荷平衡   击穿电压   特征导通电阻   品质因数  

摘要： 为了降低屏蔽栅沟槽型(SGT,Shield Gate Trench)MOSFET的导通电阻、提高器件的品质因数,通常使用增加屏蔽栅沟槽深度和密度的方法,但是在刻蚀高密度深沟槽时会使晶圆产生严重的翘曲现象。因此,提出一种100 V具有子沟槽(ST,Sub-Trench)的SGT(ST-SGT)器件结构。在相邻的主沟槽间插入子沟槽后,显著降低了器件栅极附近的电场峰值,避免栅氧化层出现过早击穿,同时较浅的子沟槽提升了外延层纵向电场分布的均匀性,改善了高密度深沟槽带来的晶圆翘曲问题。通过使用Sentaurus TCAD仿真软件,调节子沟槽深度和上层外延层电阻率两个重要参数,对ST-SGT进行优化设计。结果表明,当子沟槽深度为2.5μm、上层外延电阻率为0.23Ω·cm时,对应的ST-SGT的品质因数(FOM,Figure of Merit)最大,此时击穿电压为135.8 V,特征导通电阻为41.4 mΩ·mm^(2)。优化后的ST-SGT与传统SGT相比,其FOM提高了19.6%。

关键词： 主干知识   欧姆定律   闭合电路   教学效果   归类例析   串并联电路   综合性强   电表改装  

摘要： 电表的改装因涉及部分电路的欧姆定律、闭合电路的欧姆定律、串并联电路等主干知识,知识综合性强、分析推理能力要求高,学生理解困难,教师教学缺乏系统性,教学效果较差.本文就这一高考的热点、重点和难点进行分类例析.

关键词： 初中物理   核心知识   滑动变阻器   欧姆定律   拓展延伸   电学实验   定值电阻   额定电压  

摘要： 初中物理中,电学的核心知识是欧姆定律,欧姆定律的应用在中考中举足轻重.掌握基本应用,能够学以致用,并进一步拓展延伸,就能轻松应对中考.一、基本应用【例1】小致利用实验室器材:新干电池若干节、一个标有“0.3 A”字样的小灯泡、一个额定电压是U0的小灯泡,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、标有“20Ω1 A”字样的滑动变阻器R1、最大阻值未知的滑动变阻器R2、电流表、电压表、开关及导线若干,完成了电学实验.

关键词： SiC功率器件   肖特基势垒二极管   结势垒肖特基二极管   MOSFET   空间辐射效应   损伤机理  

摘要： SiC功率器件是许多航天器用电子设备的重要组成部分,是保障深空探测任务顺利进行的前提和基础。在梳理SiC功率器件发展概况的同时,针对不同SiC功率器件(SiC SBD、SiC JBS、SiC MOSFET)在空间辐射环境下的性能退化规律进行了概述,重点分析了辐射环境下SiC功率器件的损伤机理,为SiC功率器件抗辐射技术的长远发展提供了参考。

关键词： 静电放电   金属-氧化物-半导体场效应晶体管   维持电压   高温  

摘要： 静电放电(electro-static discharge,ESD)防护结构的维持电压是决定器件抗闩锁性能的关键参数,但ESD器件参数的热致变化使得防护器件在高温环境中有闩锁风险.本文研究了ESD防护结构N沟道金属-氧化物-半导体(N-channel metal oxide semiconductor,NMOS)在30—195℃的工作温度下的维持特性.研究基于0.18μm部分耗尽绝缘体上硅工艺下制备的NMOS器件展开.在不同的工作温度下,使用传输线脉冲测试系统测试器件的ESD特性.实验结果表明,随着温度的升高,器件的维持电压降低.通过半导体工艺及器件模拟工具进行二维建模及仿真,提取并分析不同温度下器件的电势、电流密度、静电场、载流子注入浓度等物理参数的分布差异.通过研究以上影响维持电压的关键参数随温度的变化规律,对维持电压温度特性的内在作用机制进行了详细讨论,并提出了改善维持电压温度特性的方法.

关键词： 高压脉冲源   高速成像   MOSFET   像增强器   快脉冲  

摘要： 基于高速金属氧化物半导体场效应晶体管(metallic oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)设计了一款带输出监测的简单快速高压脉冲源,给出了设计参数和电路。该脉冲源驱动简单、体积小、输出幅度可由使用的高压电源调整、电流能达60 A及输出脉冲宽度和频率由输入信号确定。最小脉冲宽度为4.53 ns,250 V/30 A时,前沿为2.28 ns,后沿为3.34 ns,具有输出短路保护及电容、电感、负载调整能力,主要应用于高速成像的像增强器阴极快门。

关键词： 磁铁电源   碳化硅   电磁干扰   开关频率  

摘要： 随着磁铁电源的高频化,碳化硅(SiC)材料的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)已经开始在加速器磁铁电源中使用,由此带来更严重的电磁干扰(EMI)问题。这里基于SiC MOSFET的磁铁电源,对其传导EMI特性进行了研究,主要研究了其干扰源和传导路径,找到了影响传导EMI的关键因素:开关频率和上升时间。此处的研究为SiC器件的磁铁电源从干扰源和传导路径上抑制传导EMI提供了理论和实验基础。

关键词： 功率   MOSFET   器件   阻抗分析仪   栅极分离电容   C-V   特性   等效电路模型   误差分析  

摘要： 功率MOSFET器件栅极分离电容C-V特性(C_(GS)-V_(G)、C_(GD)-V_(G))的准确测量对于器件的建模及栅氧可靠性的评估十分重要。阻抗分析仪是测量C_(GS)-V_(G)、C_(GD)-V_(G)的关键设备。在利用阻抗分析仪测量三端器件的某个参数时,需对非测量的第三端进行屏蔽以消除其引入的并联阻抗误差。而功率MOSFET器件在栅压超过阈值电压时呈导通态,影响测量电路拓扑,进而引入其他测量误差。该文针对阻抗分析仪测量功率MOSFET器件的C_(GS)-V_(G)、C_(GD)-V_(G)进行详细的误差分析,揭示测量误差产生的原因;建立测量的等效电路,给出测量误差的解析表达式;结合实验和数值分析量化误差分析,验证了等效电路模型的有效性;最后,提出三种可实现C-V特性准确测量的调控方法并予以实验验证。结果表明,测量误差发生在器件导通后,此时器件漏源极间由电容态转变为低阻态,屏蔽端的寄生电感(L_(5))与自动平衡电桥的等效输入阻抗(L_(3))分流,引入误差。当L_(3)和L_(5)满足一定的匹配关系时,可实现不同频率下的准确测量。

关键词： 轨道交通   碳化硅   MOSFET   全碳化硅模块  

摘要： 随着轨道交通硅基功率器件性能逐渐逼近理论极限,碳化硅功率器件成为重点研究方向,以满足轨道交通系统对高功率密度、低损耗和高可靠性等要求。综述了轨道交通领域碳化硅MOSFET和SBD的芯片、混合碳化硅模块和全碳化硅模块的发展概况,并展望了碳化硅芯片和模块的技术发展趋势。介绍了碳化硅MOSFET芯片向沟槽栅、集成SBD和提升可靠性和迁移率等方向发展的趋势。全碳化硅器件、低杂散电感结构、低热阻基板和高可靠性烧结层的研究对碳化硅模块的发展至关重要。

关键词： MOSFET   高功率   栅电荷特性   测量  

摘要： 提出了一种高功率条件下MOSFET栅电荷特性的有效测量方法。在半桥电路的下管开启过程中,沟道出现高电流和高电压同时存在的情况,产生很高的瞬态功率。对于传统栅电荷测试方案,这不仅要求直流电源具备相当的功率输出,而且会在高功率区产生严重的自热效应,无法得到准确的栅电荷特性曲线。文章基于栅电荷测试的基本物理过程和关系,通过测量大电压-小电流与大电流-小电压下的栅电荷特性,获得了高功率条件下MOSFET的栅电荷特性。结果表明,该方法得到的栅电荷特性曲线及参数值与标准规格书的结果非常接近,具有很好的工业应用价值。